小雨阅读课外资料得知:氯酸钾的分解可用二氧化锰、氧化铜等物质作催化剂.于是,他对影响氯酸钾分解的因素及催化剂的催化效果产生了探究兴趣.
【提出问题】氧化铜是否比二氧化锰催化效果更好?影响氯酸钾分解速率的因素有哪些呢?
【设计实验】小雨以生成等体积的氧气为标准,设计了下列几组实验.
序号 |
KClO3的质量 |
其他物质的质量 |
温度 |
氧气的体积 |
反应所需时间 |
① |
2.0g |
|
330℃ |
100mL |
t1 |
② |
2.0g |
CuO 0.5g |
330℃ |
100mL |
t2 |
③ |
2.0g |
MnO2 0.5g |
330℃ |
100mL |
t3 |
④ |
2.0g |
MnO2 _________ g |
380℃ |
100mL |
t4 |
(1)若t1 _________ t2(填“>”、“=”、“<”),说明氧化铜能加快氯酸钾的分解速率.若要确定氧化铜是此反应的催化剂,还需探究反应前后,氧化铜的 _________ 和 _________ 不变.
(2)你认为小雨设计实验③和实验②对比的目的是 _________ .
(3)实验④中MnO2的质量为 _________ g,若t3>t4,则化学反应快慢与温度的关系是 _________ .
(4)写出实验④所涉及的化学方程式 _________ .
下面三个实验采用的是对比实验方法进行的有关探究。
(1)用实验一所示装置进行二氧化性质的探究。
当长颈漏斗中的稀盐酸与锥形瓶中的大理石接触后,有大量气泡产生,该反应的化学方程式是;C中观察到的现象是。
(2)用实验二进行石灰石性质的探究。
用两支坩埚钳分别夹持大小相同的石灰石固体d、e,向 E中酒精灯的火焰通氧气,受热相同时间后冷却,将固体d、e固体分别放入盛有酚酞溶液的烧杯中,前者溶液不变色,后者溶液变为红色。则向酒精灯火焰通氧气的目的是。通过上述实验对比分析,可得出的结论是。
(3)用实验三所示装置进行活性炭吸附能力的实验探究。
实验开始时,在常温常压条件下,烧瓶1内为氮气,烧瓶2内为相同体积的氯气,将相同质量的活性炭装入两支烧瓶后,F侧导管中的液面与烧杯内水的液面基本一致,G侧导管中的液面高于烧杯内水的液面。当将两只烧瓶放入冰水混合物中,观察到两侧导管中液面都有所上升,且G侧上升的高度比F侧明显。通过该对比实验可以得出的结论是。
下图甲~丁是实验室制取氧气的装置图。
(1)写出仪器的名称:①、②。
(2)甲、乙装置都可用于实验室制氧气,用乙装置制氧气的优点是(填字母)。
A.节约能源 B.可较快获得氧气
C.可随时添加药品 D.操作简单、安全
(3)丙、丁装置都可用于实验室收集氧气。下面是对两种收集方法的相关比较(使用容积相同的集气瓶收集氧气)。
比较的方面 |
排水法 |
向上排气法 |
结论 |
方法可行性 |
O2难溶于水,且不与水反应。 |
O2的密度比空气_____(填“大”或“小”),且不与空气中的物质发生反应。 |
两种方法均可行。 |
收集O2的纯度 |
分别用排水法和向上排空气法收集两瓶氧气(A和B), 放入两支相同的蜡烛,可观察到B瓶内的蜡烛熄灭较早。 ![]() |
结论______。 |
“过氧化钠(Na2O2)”是一种淡黄色固体,能与水或二氧化碳反应放出氧气。实验室有一瓶放置了较长时间的过氧化钠粉末,已知发生了部分变质,同学们取3.00g变质粉末决定探究其中的成分及其质量。
【提出问题】变质的过氧化钠粉末中有哪些成分,它们的质量是多少?
【查阅资料】
①2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑ 2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2
②碳酸钠溶液显碱性,氯化钙溶液显中性。
③Na2CO3+ CaCl2═CaCO3↓+2 NaCl
【猜想与假设】
(1)粉末成分是Na2O2和NaOH的混合物
(2)粉末成分是________________________的混合物
(3)粉末成分是Na2O2、NaOH 和Na2CO3的混合物
……
【设计实施方案】
实验步骤 |
实验现象 |
①取3.00g变质粉末于一支大试管内,加入适量的水,共收集到0.32g气体,然后用带火星木条检验生成的气体。 |
固体完全溶解,______________________ |
②继续向上述试管中加入足量的石灰水,充分反应。 |
__________________________________ |
③将②中物质过滤,得到滤渣,将其洗涤、干燥并称量,得固体1.00g。 |
【解释与结论】同学们经过认真分析,得出了以下结论。
粉末中含有的成分及质量
Na2O2 |
NaOH |
Na2CO3 |
|
成分(填“有”或“没有”) |
|||
质量(g) |
【反思与评价】
(1)实验室在保存过氧化钠时应注意_______________。
(2)有同学提出把第②步实验中足量的石灰水改为足量氯化钙溶液,至沉淀不再生成时过滤,向滤液中滴加无色酚酞试液,若液体变红,则证明原粉末中有NaOH。你认为该方案是否合理并说明理由____________________________。
用下面的装置将一定量的CO2和CO的混合气体进行分离和干燥。图中的a、b、c、d均为活塞,可以控制气体的通过和液体的加入,实验前活塞均已关闭。请选择适宜的试剂完成上述实验。
供选用的试剂有:①稀硫酸②浓硫酸③氢氧化钠溶液④澄清的石灰水(试剂均足量)
实验分以下两步进行:
(1)关闭b、c,打开a、d,则甲中发生反应的化学方程式为_______________,丙中试剂为(填数字序号)。若乙装置中的现象是 ______,说明甲装置中反应是充分的。 此步实验后收集到的气体是。
(2)在甲装置的分液漏斗中加入试剂①,然后_________________________,即可收集到另一种气体。
化学是一门以实验为基础的自然科学。依据实验目的设计切实可行的的实验方案是科学探究中的重要环节。
甲乙丙
(1)用甲装置测定水的组成。a试管中气体能燃烧,该气体是___,正极与负极产生气体的质量比为_____。甲装置中发生反应的化学方程式为__________________。
(2)小红同学用乙装置进行探究实验,观察现象得出结论。
①蜡烛中含有氢元素,她依据的现象是 ______________________ 。
②一段时间后,小红观察到蜡烛熄灭,由此得出可燃物燃烧必须具备的条件是。
(3)用丙装置测定空气中氧气的含量。下列有关该实验的说法中,正确的是(填
字母序号)。
A.实验时红磷一定要足量 | B.点燃红磷前先用弹簧夹夹紧乳胶管 |
C.红磷熄灭后立刻打开弹簧夹 | D.最终进入瓶中水的体积约为消耗氧气的体积 |